Naukowcy z Kaunas University of Technology (KTU) na Litwie wpadli na pomysł, w jaki sposób nieinwazyjnie mierzyć wahania poziomu potasu we krwi za pomocą elektrokardiogramu. Naukowcy twierdzą, że ich metoda może w przyszłości stać się cyfrowym biomarkerem wykorzystywanym w zarządzaniu poziomem elektrolitów. Byłby to ogromny krok w kierunku zapobiegania chorobom potencjalnie zagrażającym życiu u osób cierpiących na przewlekłą chorobę nerek.
Elektrolity, a zwłaszcza potas, odgrywają pierwszorzędną rolę w przewodzeniu komórek serca. Gdy elektrolity są na zbyt niskim lub zbyt wysokim poziomie, serce nie może prawidłowo się kurczyć, co prowadzi do niebezpiecznych arytmii i potencjalnie nagłej śmierci sercowej.
„Poziom elektrolitów jest utrzymywany przy udziale nerek. Jednak pacjenci z ostatnim stadium przewlekłej choroby nerek, u których nie jest zachowana czynność nerek, korzystają z hemodializy, aby utrzymać regulację poziomu elektrolitów. Oznacza to, że są oni podatni na brak równowagi elektrolitowej w dwudniowej przerwie między sesjami hemodializy ”, wyjaśnia Ana Rodrigues, badaczka z KTU Biomedical Engineering Institute..
Według niej liczba osób wymagających hemodializy znacznie wzrośnie w ciągu 10 lat na skutek starzejącego się środowiska. Wraz z wiekiem zmienia się także funkcjonowanie nerek. Badania pokazują, że nawet 50 procent seniorów w wieku powyżej 75 lat może cierpieć na schorzenia nerek.
Nieprawidłowe poziomy elektrolitów zaburzają naturalny rytm serca. Takie nieprawidłowości mogą być odzwierciedlone w elektrokardiogramie. Jednak identyfikacja zaburzeń równowagi elektrolitowej za pomocą elektrokardiogramu jest trudna ze względu na czynniki zakłócające, które maskują te oczekiwane zmiany. Zadanie staje się szczególnie skomplikowane, gdy poziomy elektrolitów zaczynają wahać się w granicach normy, ale nie osiągają poziomów wymagających natychmiastowej pomocy lekarskiej.
Metoda zaproponowana przez zespół badaczy z KTU rozwiązuje problem za pomocą modeli matematycznych, które pozwalają na ilościowe określenie subtelnych zmian, które nie są widoczne gołym okiem na wczesnych etapach zaburzeń elektrolitowych. Metoda pozwala dostrzec zmiany w określonej części elektrokardiogramu wywołane przez potas, elektrolit, który w największym stopniu wpływa na arytmię.
„Wstępne wyniki są obiecujące. Nasza metoda może w przyszłości stać się cyfrowym biomarkerem do zarządzania poziomem elektrolitów” - mówi Rodrigues.
Metoda zaproponowana przez badaczy KTU pozwala na wykrywanie nieprawidłowych poziomów potasu przed wystąpieniem zagrażających życiu arytmii. Pacjenci mogliby wtedy rozpocząć hemodializę wcześniej, zmniejszając ryzyko hospitalizacji, a nawet przedwczesnej śmierci.
Zwykle w celu wykrycia zmian w równowadze elektrolitów od pacjenta pobierano krew. Jednak próbki krwi nie są wymagane rutynowo i nie można ich pobierać poza warunkami klinicznymi. W ten sposób naukowcy na Litwie wpadli na pomysł, który pozwoliłby na nieinwazyjny pomiar równowagi elektrolitów w domu za pomocą elektrokardiogramu.
„Nieinwazyjne monitorowanie poziomów elektrolitów to bardzo nowatorska koncepcja, która jest obecnie na wczesnych etapach badań. Nasza praca jest jedną z pierwszych publikacji na ten temat i, zgodnie z naszą najlepszą wiedzą, pierwszą, która dotyczy fluktuacji potasu w warunkach ambulatoryjnych pomiędzy sesjami hemodializy ”, mówi Rodrigues.
Badania są wynikiem bliskiej współpracy między KTU, Litewskim Uniwersytetem Nauk o Zdrowiu (LSMU) i Uniwersytetem w Saragossie w Hiszpanii.
W tej chwili zakończono badania kliniczne z udziałem 17 pacjentów. Naukowcy planują kontynuację badań klinicznych z udziałem większej liczby pacjentów, aby zweryfikować swoje odkrycia. Ich kolejnym celem jest stworzenie algorytmu, który obejmowałby pomiar różnych poziomów elektrolitów, takich jak wapń.
Później algorytm można było zintegrować z urządzeniem noszonym na nadgarstku, które umożliwia rejestrację elektrokardiogramów. Jeśli poziom elektrolitów byłby alarmujący, przychodnia zostanie o tym powiadomiona, a pacjent otrzyma odpowiednie instrukcje.
Komentarze
[ z 0]